Metabolisme asam amino

Menurut Poedjiadi (1994), metabolisme asam amino adalah sebagai berikut:

a. Leusin

Leusin dapat diubah menjadi asam keto melalui reaksi transaminasi oksidatif. Kemudian asam keto ini melalui beberapa tahap reaksi diubah menjadi asetil KoA. CH2 CH2 CH2 CH2 CH CH CH₃ I I I CH2 CH2 C – S – KoA I I II HCNH C = O O I I COH COH leusin asam α kertoisokaproat

Salah satu senyawa yang terbentuk dalam tahap reaksi tersebut ialah β hidroksi β metil glutamil KoA (HMG CoA), yang juga merupakan salah satu zat antara dalam biosintesis kolesterol.

COH CH2 CH3 – C – OH CH₂ C – S – KoA O

β hidroksi β metil glutamil KoA

Hal tersebut merupakan salah satu contoh hubungan antara metabolisme protein, lemak dan karbohidrat. Leusin adalah salah satu asam amino esensial yang disintesis oleh organisme mikro atau tumbuhan dari asam piruvat.

tiamipirofosfat piruvat asetolaktat + CO₂ Mg⁺⁺ NADH₂ reduktase ketoisovalerat dihidroksiisofalerat asetil KoA isopropilmalat ketoisokaproat CO2 ketoisokaproat glutamat transaminase leusin b. Arginin

Dalam siklus urea, yaitu siklus reaksi-raksi yang menghasilkan urea dari CO₂ dan NH_3, arginin merupakan salah satu senyawa pada siklus tersebut. Arginin diubah oleh enzim arginase menjadi ornitin dan urea. Selanjutnya sebagian dari ornitin dapat diubah menjadi prolin dan asam glutamat yang kemudian dapat pula diubah menjadi asam ketoglutarat yang masuk dalam siklus asam sitrat.

c. Threonin

Threonin mengalami metabolisme yang serupa dengan serin. Asam ketobutirat kemudian diubah menjadi propionil KoA yang selanjutnya diubah menjadi suksinil KoA.

anaerob

CH₃CH₂COCOOOH

CH3– CHOH – CH – COOH asam α ketobotirat І

NH₂ CH₃CHOH – COCOOH asam αketo β hidroksibutirat

threonin

Dengan cara pemecahan molekulnya metabolisme threonin dapat diubah menjadi glisin dan asetaldehida.

CH3– CH – CH – CH – COOH CH3CHO + CH3COOH І І І OH NH₂ NH₂ threonin asetaldehida glisin

Reaksi pemecahan molekul threonin berlangsung oleh enzim aldolase threonin dan piridoksalfosfat sebagai koenzim. Biosintesis threonin berasal dari asam aspartat melalui beberapa tahap reaksi sebagai berikut.

asam aspartat ATP kinase aspartilfosfat NADH2 homoserin ATP kinase homoserinfosfat Threonin piridoksal- Fosfat sintetase threonin

d. Valin

Melalui beberapa tahap reaksi, valin dapat diubah menjadi suksinil KoA yang kemudian masuk kedalam siklus asam sitrat. Dalam metabolisme ini, valin mula-mula diubah menjadi asam ketoisovalerat dengan cara transaminasi. Selanjutnya asam ketoiso dan valerat diubah berturut-turut menjadi isobutiril KoA dan suksinil KoA.

CH3 CH3

CH – COH CH – C – COH

CH₃ I CH₃ II

NH2 O

L–valin asam ketoisovalerat

Biosintesis valin hanya terjadi dalam tumbuhan dan organisme mikro. Biosintesis ini diawali dari asam piruvat yang berturut-turut diubah menjadi

asetolaktat, α, β dihidroksi isovalerat, α-ketoisovalerat, dan kemudian valin.

tiamin pirofosfat piruvat asatoasetat + CO2 Mg NADH isomeroreduktase dahidrase ketoisofalerat α, β dihidroksiisovalerat

glutamat kitoisovalerat transaminase valin

e. Fenilalanin

Fenilalanin dapat diubah menjadi tirosin yang kemudian melalui beberapa tahap reaksi dapat diubah menjadi asam formiat dan asam asetoasetat. Reaksi

glutamat ketoisovalerat

pembentukan tirosin dan fenilalanin adalah reaksi tidak reversible, artinya fenilalanin tidak dapat dibentuk dari tirosin dan karenanya fenilalanin adalah asam amino esensial sedangkan tirosin merupakan asam amino non esensial.

CH₂– CH – COOH NADPH+H⁺ dihidrobiopterin NH2 II I HO L–tirosin CH2– CH – COOH NADPH⁺ terahidrobiopterin L–fenilalanin H H H2N N N H2N N N HN N CH – CH – C HN N CH – CH – CH3 O OH OH H OH OH OH dihidrobiopterin tetrahidrobiopterin

Biosintesis fenilalanin terjadi pada organisme mikro dan dapat dibentuk dari asam fosfoenol piruvat dan eritrosa-4-fosfat. Kedua jenis ini melalui beberapa tahap reaksi dapat membentuk asam fenilpiruvat yang selanjutnya dengan reaksi transaminasi terbentuk fenilalanin.

asam fosfoenolpirufat eritrosa 4 fosfat

asam fenilpiruvat fenilalanin O₂ NH H2O transaminase

f. Isoleusin

Metabolisme isoleusin mengalami reaksi transaminasi oksidatif sehingga terbentuk asam keto, yaitu asam α keto β metil valerat. Kemudian asam ini melalui beberapa tahap reaksi diubah menjadi asetil KoA dan propionil KoA. Asetil KoA dapat langsung masuk dalam siklus asam sitrat.

Isoleusin merupakan asam amino esensial yang disintesis dalam organisme mikro. Biosintesis isoleusin tersebut dimulai dari asam α-ketobutirat yang dapat dibentuk dari threonin. Melalui beberapa tahap reaksi asam ketobutirat diubah menjadi isoleusin.

CH₃CHO

ketobutirat α aseto α hidroksi butirat tiaminpirofosfat

isomeroreduktase

dehidrase NADH2 Mg⁺⁺

α keto β metivalerat α, β dihidroksi β metil valerat

H2O glutamat

α keto β metivalerat transaminase

isoleusin

g. Lisin

Lisin adalah suatu asam diamino monokarboksilat. Lisin dapat memberikan juga amino kepada asam amino lain, tetapi tidak dapat dibentuk lisin kembali artinya tidak dapat proses reaminasi setelah lisin mengalami reaksi deaminasi. Melalui beberapa tahap reaksi lisin dapat diubah menjadi asam glutarat.

H₂C⁺– NH₂ C⁺OOH C⁺OOH C⁺OOH CH2 CH2 CH2 CH2 CH₂ CH₂ CH₂ CH₂ CH2 CH2 CH2 CH2 HC – NH2 HC - NH2 CH2 C⁺OOH COOH COOH COOH

lisin asam α asam α asam aminoadipat ketoadipat ketoadipat glutarat

Lisin dapat terbentuk dari asam aspartat melalui dari beberapa tahap reaksi. Asam aspartat diubah menjadi aspartat β semialdehida yang kemudian bereaksi dengan asam piruvat dan membentuk lisin pada reaksi tahap akhir. Biosintesis lisin ini terjadi pada bakteri dari asam α ketoglutarat dengan asetil KoA.

h. Histidin

Biosintesis histidin yang berlangsung pada organisme mikro terdiri atas beberapa tahap reaksi yang berawal dari reaksi kondensasi antara fosforibosil pirofosfat dengan ATP, yang dibantu oleh ATP fosforilase sebagai katalis.

i. Methionin

Methionin dapat diperoleh dari hasil hidrolisis kasein. Struktur molekul methionin berupa gugus metil. Gugus metil dalam molekul methionin dapat dipindahkan pada molekul senyawa lain, sehingga methionin seringkali disebut sebagai molekul donor gugus metil. Biosintesis methionin berawal dari asam

aspartat. Proses biosintesis methionin dapat berlangsung pada tumbuhan dan organisme mikro.

ATP ADP NADH NAD asam aspartil asparat asparat fosfat semialdehida

NADH serin sistein

NAD⁺ homosistein sistationin homoserin

asam N - metiltetrahidrofolat

asam tetrahhidrofolat

L-methionin